Ny vecka, nytt batteri: LeydenJar har silikonanoder och 170 procent batterier. närvarande

Det holländska företaget LeydenJar (polsk Leyden-flaska) skröt med att skapa en produktionsklar silikonanod för litiumjonceller. Tack vare detta kan cellkapaciteten ökas med upp till 70 procent jämfört med standardlösningar med grafitanoder.

Kisel istället för grafit i anoder är en fin fördel men en svår faktor.

innehållsförteckning

• Kisel istället för grafit i anoder är en fin fördel men en svår faktor.
  • LeydenJar: Och vi stabiliserade kisel, ha!
  • Uthållighetsfrågan kvarstår

Kisel och kol tillhör samma grupp av grundämnen: kolhaltiga grundämnen. Kol i form av grafit används i anoderna på litiumjonceller, men man har länge sökt ett sätt att ersätta det med ett billigare och mer lovande element - kisel. Kiselatomer bildar en mer lös och porös struktur. Och ju mer porös struktur, desto större förhållande mellan yta och volym, desto fler ställen där litiumjoner kan fixeras.

Mer utrymme för litiumjoner betyder mer anodkapacitet. Det vill säga en större batterikapacitet där en sådan anod används.

Teoretiska beräkningar visar det kiselanod kan lagra tio gånger (10 gånger!) mer litiumjoner än grafitanod. Detta kommer dock till en kostnad: medan grafitanoder expanderar något under laddning, kan en laddad kiselanod svälla upp till tre gånger (300 procent)!

Effekt? Materialet smulas sönder, länken tappar snabbt sin kapacitet. Med ett ord: den kan slängas.

LeydenJar: Och vi stabiliserade kisel, ha!

Under de senaste tio åren har det blivit möjligt att delvis förstärka grafit med kisel för att återvinna åtminstone några procent av den extra kraften. Sådana system har stabiliserats med olika nanostrukturer så att effekten av kiselnättillväxt inte skadar cellerna. LeydenJar säger att de har utvecklat en metod för att använda anoder helt gjorda av kisel.

Företaget har testat kiselanoder i kommersiellt tillgängliga kit, till exempel med NMC 622-katoder. specifik energi 1,35 kWh/lmedan de 2170 celler som används i Tesla Model 3/Y erbjuder cirka 0,71 kWh/L. LeydenJar säger att energitätheten är 70 procent högre, vilket betyder att ett batteri av en viss storlek kan lagra 70 procent mer energi.

Om man översätter detta till Tesla Model 3 Long Range: istället för riktiga 450 kilometer kan flygräckvidden nå 765 kilometer på en enda laddning.. Ingen batteriuppgradering.

Uthållighetsfrågan kvarstår

Tyvärr är kiselanodbaserade LeydenJars inte perfekta. De kunde överleva över 100 arbetscykler в laddnings-/urladdningseffekt 0,5C. Branschstandarden är minst 500 cykler, och vid 0,5°C måste även inte så komplicerade litiumjonceller klara 800 cykler eller mer. Därför arbetar företaget med att öka livslängden på cellerna.

> Samsung SDI med litiumjonbatteri: idag grafit, snart kisel, snart litiummetallceller och en räckvidd på 360-420 km i BMW i3

Redaktörens anmärkning www.elektrowoz.pl: när vi talar om kisel och grafit i litiumjonceller, talar vi om anoder. Å andra sidan, när vi nämner NMC, NCA eller LFP, ibland med frasen "cellkemi", syftar vi på katoder. Cellen är en anod, katod, elektrolyt och några andra element. Var och en av dem påverkar parametrarna.

Redaktionell anmärkning 2 www.elektrowoz.pl: Processen med svällning av kiselanoder bör inte förväxlas med svällning av celler i påsar. Den senare sväller på grund av gasen som frigörs inuti, som inte kan komma ut inifrån.

Introbild: slå något 😉 (c) LeydenJar. Med tanke på sammanhanget syftar vi förmodligen på kiselanoden. Men om du är uppmärksam på materialets mjukhet (det böjs, det kan skäras med en skalpell), så har vi att göra med några silikoner, silikonbaserade polymerer. Vilket i sig är spännande.

Detta kan intressera dig: